Медицинская карта
Плохой врач лечит болезнь, хороший - причину болезни.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Метаболические ферменты питают молекулярные механизмы памяти

2021-01-26 18:46:13

Понимание того, как воспоминания создаются, восстанавливаются и, в конечном итоге, исчезают в течение всей жизни, - вот что написано в стихах и песнях. Для исследователей-медиков разгадывать загадки памяти еще труднее. Исследователи предполагают, что «установка» новой памяти и сохранение старой памяти включают создание белков в пространстве или синапсе, где один нейрон встречается с другим. Но для их формирования также требуется новая экспрессия генов в ядре клетки, где хранится ДНК и гены «считываются» для установления специфичных для клетки функций.

Теперь исследователи из Медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании обнаружили в мозге мыши, что ключевой метаболический фермент работает непосредственно в ядре нейронов, чтобы включать или выключать гены, когда возникают новые воспоминания. Их результаты опубликованы на этой неделе в журнале Nature..


«Этот фермент, называемый ацетил-КоА синтетаза 2 или ACSS2,« питает »весь механизм экспрессии генов« на месте »в ядре нервных клеток, чтобы включить ключевые гены памяти после обучения», - сказала старший автор Шелли Л. Бергер. , Доктор философии , профессор кафедры клеточной биологии и биологии развития и биологии Университета Дэниела С. Оча и директор программы Penn Epigenetics. «Мы обнаружили как прямую ассоциацию генов ACSS2, так и его роль в нейронах в регулировании обучения и памяти - два совершенно неожиданных новых открытия».


Это исследование представляет собой новую мишень для нейропсихиатрических расстройств, таких как тревога и депрессия, где нейро-эпигенетические механизмы, как известно, играют ключевую роль, сказал первый автор Филипп Мьюс, доктор философии , бывший аспирант лаборатории Бергера, который теперь является научным сотрудником. в Институте мозга Фридмана медицинской школы Икана на горе Синай в Нью-Йорке. «Мы подозреваем, - говорит Мьюс, - что ACSS2 может играть роль в ухудшении памяти при нейродегенеративных расстройствах».


Формирование воспоминаний включает в себя реструктуризацию синапсов, которая основана на скоординированной экспрессии группы генов памяти. Добавление химической группы, процесс, называемый ацетилированием, на определенные участки генома в нейронах, открывает плотно скрученную ДНК, чтобы сделать гены, участвующие в формировании памяти, доступными для «чтения» и, в конечном итоге, для их кодированных белков. сделанный.



Шелли Л. Бергер, доктор философии, и Филипп Мьюс, доктор философии


Эпигенетические механизмы в нейробиологии - добавление или вычитание химических групп, которые влияют на экспрессию генов, - становятся все более понятными как важные регуляторы многих функций различных нейронов. В новом исследовании команда Пенна обнаружила, что фермент ACSS2 связывается с генами памяти в нейронах, чтобы напрямую регулировать и подпитывать их ацетилирование, которое в конечном итоге контролирует пространственную память у мышей.

Исследователи начали с культур клеток нейронов и обнаружили, что ACSS2 увеличивается в ядрах дифференцирующихся нейронов и собирается рядом с местами повышенного ацетилирования гистонов на высоко экспрессируемых генах. В то же время снижение ACSS2 снижает уровни ацетил-КоА в ядре и ацетилирование, и, следовательно, снижает экспрессию генов памяти.


Затем, работая на мышах, команда обнаружила, что если экспрессия ACSS2 у животных была заблокирована, долговременная память о том, где были помещены объекты в исследовательскую камеру, ухудшалась. Эти мыши не исследовали перемещаемый объект на второй день двухдневного испытания, в отличие от мышей контрольной группы. «Это потому, что без ACSS2 у мышей не было молекулярного пути, чтобы задействовать гены памяти, чтобы зафиксировать место размещения объектов», - сказал Мьюс. В свою очередь, это снижение ACSS2 в определенных областях мозга ухудшает считывание ключевых генов, которые функционируют для формирования новых воспоминаний или обновления старых.

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)